偏高岭土基地质聚合物膜的制备及其在环保领域的应用
发布时间：2021-12-17 22:22
地质聚合物是一种由无定型的氧化铝或氧化硅在激发剂条件下发生缩聚反应生成具有硅氧四面体与铝氧四面体的三维凝胶结构的无机聚合物。而多孔地质聚合物则是利用各种造孔手段在地质聚合物内部或外部形成的具有多孔结构的新型材料。目前针对多孔地聚物的制备、表征及性能已经有了大量研究,对于其应用仍然有待开发。本研究通过增韧剂EW乳液与偏高岭土基多孔地质聚合物进行复合制备得到了 EVV-MK地质聚合物复合膜,该体系仅通过控制水量即可得到多孔结构。通过SEM、XRD、BET表征了多孔复合膜的结构,使用万能压力机检测了复合膜材料的力学性能,用水通量测试考察了膜的透过性能。通过过滤含PEG、浊度和染料的人造废水,考察了复合膜的截留性能。此外,本实验运用界面化学的原理一步成型制备得到了可用于空气中细颗粒物（PM）过滤的具有梯度多孔结构的管式膜。并通过SEM、XRD、压汞仪表征了多孔膜的梯度结构,使用万能压力机与空气流量计分别表征了膜的力学性能与透过性能,并采用PM模拟过滤装置和颗粒计数器对管式膜去除PM性能做了表征,用TG-DSC热分析表征了管式膜的热稳定性以及PM负载量,最后运用SEM与EDS对管式膜去除PM的机...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１自支撑ＥＷ－ＭＫ地质聚合物复合膜的制备??Ｆｉｇ．?３－１?Ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＥＷ－?ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??
４．１实验部分??４．１．１梯度多孔地质聚合物基管式膜的制备??多孔地质聚合物基管式膜的具体制备工艺如图４－１所示。多孔地质聚合物基??管式膜由课题组前期探索得到的最优配比，主要使用偏高岭土粉末并加入一定的??矿渣用于其力学性能的提升，并固定液态改性水玻璃与总粉体质量比为０．８５。通??过以上质量配比得到的混合粉体与改性水玻璃首先通过人工手动玻璃棒搅拌混??合，再通过高速搅拌机在２０００?ｒ／ｍｉｎ的转速下搜拌２?ｍｉｎ，使衆料得到充分混合??均匀，得到地质聚合物发泡反映的前驱体。得到浆料后，立即将称量好的浓度为??１５?ｗｔ％双氧水发泡剂和十二烷基磺酸钠（Ｋ１２）表面活性剂加入到前驱体浆料内，??再次使用高速搅拌机在２０００?ｒ／ｍｉｎ的转速下搅拌反应ｌｍｉｎ。将得到的地质聚合物??浆料立刻转入定制的圆管模具，密封养护，在６０。（：条件下养护，脱模之后即得到??圆管膜。使用切割机对圆管的长度进行控制切割，用于后续实验探究。使用３Ｄ??雕刻机对膜进行钻孔加工
图４－２ＰＭ２．５／１０的模拟过滤流程??Ｆｉｇ．?４－２?Ｔｈｅ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＰＭ?２．５／１０?ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ??为了探究所制备得到的多孔地质聚合物管式膜对于ＰＭ的去除性能，如图４－２??所示为模拟流程与实际装置图被设计用于高浓度ＰＭ气流的过滤。该过滤流程主??要由烟雾发生器、过滤室、真空隔膜泵以及ＰＭ检测装置组装而成。通过检测过??滤前高浓度气流的ＰＭ２．５／１０浓度，以及过滤后气流的ＰＭ２．５／１０浓度，通过计算??可得到ＰＭ２．５／１０的去除效率。如图４－２实际实验装置图可知，随着时间的增加，??高ＰＭ浓度室的颜色不断变浅，最终变澄清，而管式膜滤芯表面颜色变深。??４．１．３不同双氧水含量对膜的孔隙率与比表面积的影响实验??本实验为了探究多孔地质聚合物膜的孔结构，对其的孔隙率与比表面积做了??对比分析。使用单因素实验法研究了发泡剂对多孔地质聚合物孔隙率与比表面积??的影响。将制备得到０．７，０．８，０．９，１．０奶％发泡剂含量的多孔地质聚合物样品用氮??气吸脱附实验测得其比表面积。此外，孔隙率通过，测样品的体密度与真密度，??通过计算得到孔隙率数据。该实验中所有数据，均通过３次以上重复实验得到。??３
【参考文献】：
期刊论文
[1]水污染的危害与防治措施[J]. 李好样. 应用化工. 2014(04)
[2]我国农村水污染现状及防治措施[J]. 周爱萍. 安徽农业科学. 2009(09)
[3]重大水污染事件预警与应急技术[J]. 王福进. 山西建筑. 2007(34)
[4]北京市饮用水源水重金属污染物健康风险的初步评价[J]. 高继军,张力平,黄圣彪,马梅,王子健. 环境科学. 2004(02)
[5]我国十大流域片水污染现状及主要特征[J]. 胡必彬. 重庆环境科学. 2003(06)
[6]膜分离法污水处理技术[J]. 雷晓东,熊蓉春,魏刚. 工业水处理. 2002(02)
[7]我国水资源污染与饮用水安全性研究[J]. 肖羽堂,张晶晶,吴鸣,刘辉,张东,许建华. 长江流域资源与环境. 2001(01)
[8]中国流域水污染分析[J]. 吴舜泽,夏青,刘鸿亮. 环境科学与技术. 2000(02)
[9]膜技术应用于净水处理的研究和现状[J]. 董秉直,曹达文,范瑾初. 给水排水. 1999(01)
[10]我国水污染及饮用水源中有机污染物的危害[J]. 崔玉川,傅涛. 城市环境与城市生态. 1998(03)
博士论文
[1]悬浮固化法制备球形地质聚合物的研究及应用[D]. 唐青.广西大学 2018
[2]地质聚合物原位转化NaA分子筛制备机理研究与应用[D]. 贺艳.广西大学 2013
[3]饮用水处理技术现状评价及技术集成研究[D]. 左金龙.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]地质聚合物复合膜的制备及其去除地下水中铁锰的研究[D]. 吴怡.广西大学 2017
本文编号：3541058
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１自支撑ＥＷ－ＭＫ地质聚合物复合膜的制备??Ｆｉｇ．?３－１?Ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＥＷ－?ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??
４．１实验部分??４．１．１梯度多孔地质聚合物基管式膜的制备??多孔地质聚合物基管式膜的具体制备工艺如图４－１所示。多孔地质聚合物基??管式膜由课题组前期探索得到的最优配比，主要使用偏高岭土粉末并加入一定的??矿渣用于其力学性能的提升，并固定液态改性水玻璃与总粉体质量比为０．８５。通??过以上质量配比得到的混合粉体与改性水玻璃首先通过人工手动玻璃棒搅拌混??合，再通过高速搅拌机在２０００?ｒ／ｍｉｎ的转速下搜拌２?ｍｉｎ，使衆料得到充分混合??均匀，得到地质聚合物发泡反映的前驱体。得到浆料后，立即将称量好的浓度为??１５?ｗｔ％双氧水发泡剂和十二烷基磺酸钠（Ｋ１２）表面活性剂加入到前驱体浆料内，??再次使用高速搅拌机在２０００?ｒ／ｍｉｎ的转速下搅拌反应ｌｍｉｎ。将得到的地质聚合物??浆料立刻转入定制的圆管模具，密封养护，在６０。（：条件下养护，脱模之后即得到??圆管膜。使用切割机对圆管的长度进行控制切割，用于后续实验探究。使用３Ｄ??雕刻机对膜进行钻孔加工
图４－２ＰＭ２．５／１０的模拟过滤流程??Ｆｉｇ．?４－２?Ｔｈｅ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＰＭ?２．５／１０?ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ??为了探究所制备得到的多孔地质聚合物管式膜对于ＰＭ的去除性能，如图４－２??所示为模拟流程与实际装置图被设计用于高浓度ＰＭ气流的过滤。该过滤流程主??要由烟雾发生器、过滤室、真空隔膜泵以及ＰＭ检测装置组装而成。通过检测过??滤前高浓度气流的ＰＭ２．５／１０浓度，以及过滤后气流的ＰＭ２．５／１０浓度，通过计算??可得到ＰＭ２．５／１０的去除效率。如图４－２实际实验装置图可知，随着时间的增加，??高ＰＭ浓度室的颜色不断变浅，最终变澄清，而管式膜滤芯表面颜色变深。??４．１．３不同双氧水含量对膜的孔隙率与比表面积的影响实验??本实验为了探究多孔地质聚合物膜的孔结构，对其的孔隙率与比表面积做了??对比分析。使用单因素实验法研究了发泡剂对多孔地质聚合物孔隙率与比表面积??的影响。将制备得到０．７，０．８，０．９，１．０奶％发泡剂含量的多孔地质聚合物样品用氮??气吸脱附实验测得其比表面积。此外，孔隙率通过，测样品的体密度与真密度，??通过计算得到孔隙率数据。该实验中所有数据，均通过３次以上重复实验得到。??３
【参考文献】：
期刊论文
[1]水污染的危害与防治措施[J]. 李好样. 应用化工. 2014(04)
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[9]膜技术应用于净水处理的研究和现状[J]. 董秉直,曹达文,范瑾初. 给水排水. 1999(01)
[10]我国水污染及饮用水源中有机污染物的危害[J]. 崔玉川,傅涛. 城市环境与城市生态. 1998(03)
博士论文
[1]悬浮固化法制备球形地质聚合物的研究及应用[D]. 唐青.广西大学 2018
[2]地质聚合物原位转化NaA分子筛制备机理研究与应用[D]. 贺艳.广西大学 2013
[3]饮用水处理技术现状评价及技术集成研究[D]. 左金龙.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]地质聚合物复合膜的制备及其去除地下水中铁锰的研究[D]. 吴怡.广西大学 2017
本文编号：3541058
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